package com.jeff.practice;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class IterativePermutations {
    
    public List<List<Integer>> permute(int[] nums) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        // 排序数组，以确保从最小排列开始
        Arrays.sort(nums);
        
        // 将初始排列添加到结果中
        result.add(toList(nums));
        
        while (true) {
            // 步骤 1: 找到最大的 i 使得 nums[i] < nums[i + 1]
            int i = nums.length - 2;
            while (i >= 0 && nums[i] >= nums[i + 1]) {
                i--;
            }
            
            // 如果 i < 0, 说明当前排列已经是最大排列
            if (i < 0) break;
            
            // 步骤 2: 找到 j，使得 nums[j] > nums[i]，并交换它们
            int j = nums.length - 1;
            while (nums[j] <= nums[i]) {
                j--;
            }
            swap(nums, i, j);
            
            // 步骤 3: 反转 i + 1 到末尾的部分
            reverse(nums, i + 1, nums.length - 1);
            
            // 将新排列加入结果
            result.add(toList(nums));
        }
        
        return result;
    }
    
    // 将数组转为列表
    private List<Integer> toList(int[] nums) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        for (int num : nums) {
            list.add(num);
        }
        return list;
    }
    
    // 交换数组中的两个元素
    private void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int temp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = temp;
    }
    
    // 反转数组的一部分
    private void reverse(int[] nums, int start, int end) {
        while (start < end) {
            swap(nums, start, end);
            start++;
            end--;
        }
    }

    // 测试代码
    public static void main(String[] args) {
        IterativePermutations solution = new IterativePermutations();
        int[] nums = {1, 2, 3,4};
        List<List<Integer>> result = solution.permute(nums);
        
        System.out.println("所有可能的排列：");
        for (List<Integer> permutation : result) {
            System.out.println(permutation);
        }
    }
}